KR940010779B1 - Stress madulator ring and microgrooved base for an ammunition cartridge having a plastic case - Google Patents

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Abstract

An ammunition cartridge has a plastic case and a metal base having a plurality of grooves around the periphery thereof. The plastic case has an interference fit with the base. The plastic creeps into the grooves after being interference fit over the base to relieve the stress in the plastic. A stress modulator ring surrounds the plastic member in the area of the grooves.

Description

[발명의 명칭][Name of invention]

미세 요홈을 갖는 기부와 이를 둘러싼 플라스틱 케이스 및 응력 조절링을 구비한 탄약Ammunition with base with fine grooves, plastic casing surrounding it and stress control ring

[도면의 간단한 설명][Brief Description of Drawings]

제 1 도는 탄약을 구체화한 본 발명을 도시한 도면이고,1 is a view showing the invention in the embodiment of the ammunition,

제 1a 도는 미세 요홈들을 상세히 도시한 도면이고,Figure 1a is a view showing in detail the fine grooves,

제 1b 도는 전형적인 0.5 캘리버 플라스틱 공포탄 조립체를 도시한 도면이고,FIG. 1B shows a typical 0.5 caliber plastic bomb assembly,

제 2 도는 장약식 핀 접속부 조립체를 구체화한 발명을 도시한 도면이고,2 is a view showing the invention incorporating the compact pin connection assembly,

제 3 도는 본 발명에 따른 장약식 탄약을 도시한 도면이고,3 is a view showing the ammunition according to the present invention,

제 4 도는제 3 도의 장약식 탄약의 밀폐 단부를 도시한 도면이고,4 shows the closed end of the ammunition of FIG. 3,

제 5 도는 본 발명에 따른 40mm 연습탄을 도시한 도면이고,5 is a view showing a 40mm practice bullet according to the present invention,

제 6 도는 실험 결과를 근거로 한 전형적인 50mm 탄약의 치수를 나타낸 도면이고, 그리고6 shows the dimensions of a typical 50 mm ammunition based on experimental results, and

제 7 도 및 제 8 도는 실험 결과를 나타내는 그래프이다.7 and 8 are graphs showing experimental results.

[발명의 상세한 설명]Detailed description of the invention

[발명의 배경][Background of invention]

본 발명은, 분리되는 금속제 또는 플라스틱제 케이스 헤드로 제조된 탄약(ammunition cartridge) 조립체에 관한 것이다.The present invention relates to an ammunition cartridge assembly made of a separate metal or plastic case head.

탄약용으로 플라스틱 케이스를 사용하는 것은 오래전부터 바람직한 것으로 인식되어 왔다. 링달(Ringdal)의 미합중국 특허 제 4,147,107호 및 스캔론(Scanlon) 등의 미합중국 특허 제 3,842,739호는 플라스틱 탄피(cartridge case)에 대해 개시하고 있다. 플라스틱 탄피와 금속 기부(base)를 결합시킬때는 중요한 문제가 발생한다. 즉, 아주 엄밀한 밀봉 상태가 필요하며, 이는 억지 끼워 맞춤(interference fit) 상태로 플라스틱 케이스를 금속 기부 상으로 연장시킴으로써 수행된다. 이러한 억지끼워 맞춤에 의해 플라스틱은 응력을 받게 된다. 결국에는 플라스틱이 균열되며, 특히 탄약의 보존 기간이 길수록 더욱 그러하다.The use of plastic casings for ammunition has long been recognized as desirable. Ringdal, US Pat. No. 4,147,107 and US Pat. No. 3,842,739 to Scanlon, disclose a plastic cartridge case. Significant problems arise when joining plastic casings and metal bases. That is, a very tight seal is required, which is done by extending the plastic case onto the metal base with an interference fit. This interference fit causes the plastic to be stressed. Eventually the plastic will crack, especially if the shelf life of the ammunition is long.

본 발명의 목적은 응력 균열 또는 응력 크리이프(creep) 현상을 현저하게 감소시킨 플라스틱 케이스를 갖는 독특한 탄약을 제공하기 위함이다.It is an object of the present invention to provide a unique ammunition with a plastic case which significantly reduces stress cracking or stress creep phenomena.

본 발명의 다른 목적은, 방수성이 우수하고 부품들의 기계적인 일체성이 높고, 여러 개의 부품으로 이루어지고, 플라스틱으로 감싸여진 독특한 탄약을 제공하기 위함이다.Another object of the present invention is to provide a unique ammunition which is excellent in waterproofness and high in mechanical integrity of parts, which is composed of several parts and wrapped in plastic.

[발명의 요약][Summary of invention]

본 발명에 따르면, 탄약 조립체는 분리되는 금속 또는 플라스틱 케이스 헤드, 플라스틱 케이스 본체, 및 응력 조절링(stress modulating ring)을 갖는다. 케이스 헤드는 플라스틱 케이스 본체와 대향되는 표면상에 있는 미세 요홈(microgroove)들을 갖는다. 최초로 순간적인 압축력을 제공하는 응력 조절링의 작용에 의해 케이스 헤드면 상의 미세 요홈과 대면되는 케이스 본체 내의 플라스틱 재료는 미세 요홈들의 빈 공간(free volume) 내로 유동된다. 미세 요홈들의 공간은 압축 조절링의 작용에 의해 유동되는 케이스 본체의 플라스틱 재료의 체적보다 약간 크다. 이 과정이 끝난 후에, 탄약 조립체는 응력이 없고, 방수성으로 영구 결합된다.According to the invention, the ammunition assembly has a separate metal or plastic case head, a plastic case body, and a stress modulating ring. The case head has microgrooves on the surface opposite the plastic case body. The plastic material in the case body facing the micro grooves on the case head face is first flowed into the free volume of the micro grooves by the action of the stress adjusting ring which provides the instantaneous compressive force. The space of the fine grooves is slightly larger than the volume of the plastic material of the case body which is flowed by the action of the compression adjustment ring. After this process, the ammunition assembly is stress-free and waterproof permanently bonded.

조립 과정 중에 플라스틱 케이스 본체 재료를 미세 요홈들의 빈 공간 내로 즉시 유동시키는 응력 조절링의 작용에 의해 응력이 없는 상태로 상기 부품들이 영구 조립된다. 미세 요홈 내로 유동되는 케이스 본체의 플라스틱의 냉간 유동(cold flow)의 특성은 응력 감소과정이며, 이는 또한 높은 기계적인 일체성을 발생시키게 된다.During the assembly process, the parts are permanently assembled in a stress-free state by the action of a stress adjusting ring which immediately flows the plastic case body material into the voids of the fine grooves. The nature of the cold flow of the plastic of the case body flowing into the fine grooves is a stress reduction process, which also results in high mechanical integrity.

응력 조절링은 기부 케이스 본체의 접경부의 외측 주위에 위치하며 탄약의 테이퍼 라인 내로 압입되어 플라스틱 케이스 본체 재료를 유동시키게 된다. 이러한 유동은, 최초의 약한 억지 끼워 맞춤에 의해 발생되는 힘과 응력 조절링이 미세 요홈의 빈 공간 내로 압입될 때의 순간적인(지속적인 아님) 압축력에 상당하도록 이루어진다. 응력 조절링은 상기 압축 압입 작용으로써 플라스틱 케이스 본체와 케이스 본체의 재료를 미세요홈 내로 전달시킴으로써 억지 끼워 맞춤에 의해 발생된 플라스틱 본체의 초기의 작은 인장 후프 응력을 중립화 시킨다. 미세 요홈들 내의 플라스틱 케이스 본체 재료는 인장 또는 압축에 대해 중립 응력 상태가 되는데, 이는 미세 요홈의 체적이 미세 요홈들 내로 이동되는 플라스틱 케이스 본체의 체적에 비해 여유있기 때문이다.The stress control ring is located around the outside of the abutment portion of the base case body and is pressed into the taper line of ammunition to flow the plastic case body material. This flow is such that the force generated by the first weak interference fit and the instantaneous (not continuous) compressive force when the stress control ring is pressed into the empty space of the fine groove. The stress adjustment ring neutralizes the initial small tensile hoop stress of the plastic body generated by the interference fit by transferring the material of the plastic case body and the case body into the push groove by the compression indentation action. The plastic case body material in the micro grooves is in a neutral stress state with respect to tension or compression because the volume of the micro grooves is free relative to the volume of the plastic case body that is moved into the micro grooves.

본 발명의 예시적인 실시예에서, 탄약은 0.5 캘리버(caliber)의 실탄 또는 공포탄이다. 다른 예시적인 실시예에서, 탄약은 장약식 및 뇌관식이다.In an exemplary embodiment of the invention, the ammunition is 0.5 caliber of ammunition or dread bullets. In another exemplary embodiment, the ammunition is loaded and crowned.

본 발명의 전술한 내용과 여타의 목적, 특징 및 효과는 후속의 상세한 설명 및 첨부된 특허청구 범위로부터 횔씬 잘 이해될 것이다.The foregoing and other objects, features and effects of the present invention will be better understood from the following detailed description and the appended claims.

[양호한 실시예의 설명]DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS

제 1a도 및 제 1b 도에서, 0.50 캘리버 탄약용 금속 기부(11)은 주변부 주위에 다수의 미세 요홈(12)들을 갖고 있다. 접촉 요홈(buttress groove)들은 제 1a 도에 상세하게 도시되어 있다. 이것은 매개되는 요홈을 한정하는 접촉점(13,14)를 갖고 있는 인접 요홈들을 포함한다. 요홈의 한 벽은 접촉점들로부터 수직으로 연장되고, 다른 벽은 기부(11)과 플라스틱 부재(15) 사이에서 조립시 이동방향으로 경사져 있다.In FIGS. 1A and 1B, the 0.50 caliber ammunition metal base 11 has a number of fine grooves 12 around the periphery. Buttress grooves are shown in detail in FIG. 1A. This includes adjacent grooves with contact points 13 and 14 defining the mediated grooves. One wall of the groove extends vertically from the contact points, and the other wall is inclined in the direction of movement upon assembly between the base 11 and the plastic member 15.

본 발명의 미세 요홈들은, 측면들이 직선이고 요홈의 바닥부에서 어떠한 공간도 허용하지 않는 끝이 날카릅게 된 0.0254cm (0.010in) 깊이의 초소형 요홈들이다. 이것은 탄약 케이스를 기부 상에 지지하기 위해 사용되는 전술한 링달의 특허에 도시된 것과 같은, 매개되는 평탄한 바닥 요홈을 갖는 릿지(ridge)들에 대비되는 것이다. 본 발명의 미세 요홈의 목적은 응력 조절링(16)이 케이스상에 압입될때 인가된 초기 압축력을 신속히 완화시키는 플라스틱의 냉간 유동을 유도하기 위한 것이다. 이럼으로써, 조립체는 무응력 상태로 된다. 한편, 링달의 특허에 개시된 릿지들 사이의 넓은 공간은 외부 케이스 본체의 플라스틱이 이 넓은 요홈들 내로 용이하게 밀려 들어갈 가능성을 배제한다. 링달의 특허에 개시된 넓은 비이딩(beading) 또는 릿지들은 플라스틱 케이스의 외부 본체 내에 성형된 요홈들 내에 끼워져야 한다. 꼭맞게 끼워지면, 플라스틱 케이스의 외부 본체는 일정한 후프 인장(hoop tension) 응력을 받게 되는 반면, 본 발명의 미세 요홈들은 플라스틱 내의 응력을 완화시키게 된다.The fine grooves of the present invention are 0.0254 cm (0.010 in) deep micro grooves having side surfaces that are straight and have a sharp edge that does not allow any space at the bottom of the groove. This is in contrast to ridges having mediated flat bottom grooves, such as those shown in the aforementioned Ringdal patent, used to support the ammunition case on the base. The purpose of the micro grooves of the present invention is to induce a cold flow of plastic that quickly relieves the applied initial compressive force when the stress control ring 16 is pressed into the case. In this way, the assembly is in a stress-free state. On the other hand, the large space between the ridges disclosed in Ringdal's patent eliminates the possibility that the plastic of the outer case body is easily pushed into these wide grooves. The wide beading or ridges disclosed in Ringdal's patent should fit in grooves molded in the outer body of the plastic case. When fitted correctly, the outer body of the plastic case is subjected to a constant hoop tension stress, while the fine grooves of the present invention relieve stress in the plastic.

제 1 도 및 제 1b 도에서, 플라스틱 부재(15)는 원통형 탄피이다. 조립 후, 탄피(15)의 플라스틱은 케이스에 응력 조절링(16)을 압입시킴으로써 야기된 플라스틱 내의 응력을 완화시키기 위해 요홈 내로 크리프된다.1 and 1b, the plastic member 15 is a cylindrical casing. After assembly, the plastic of the shell 15 is creep into the groove to relieve the stress in the plastic caused by pressing the stress control ring 16 into the case.

금속제 응력 조절링(16)은 요홈(12)의 영역 내에서 플라스틱 탄피(15)를 둘러싼다. 조립 중, 탄피를 기부상에 압입시키도록 링(16)에 힘이 인가된다.The metal stress control ring 16 surrounds the plastic shell 15 in the region of the recess 12. During assembly, a force is applied to the ring 16 to press the casing onto the base.

기부(11)은 발출 림(17)을 갖고 있다. 응력 조절링(16)은 발출 림(17)로부터 연장되어 탄약 단부의 주변부 주위에 돌출 요홈을 형성한다.The base 11 has a launch rim 17. The stress control ring 16 extends from the extraction rim 17 to form a protruding groove around the periphery of the ammunition end.

플라스틱 탄피(15)는 장약을 내장하고 있다. 제 1 도에서, 탄두(18)은 금속 기부(11)에 대해 반대 방향인 탄피 단부 내에 박혀 있다.The plastic casing 15 has a built-in charge. In FIG. 1, warhead 18 is embedded in the casing end in the opposite direction to metal base 11.

제 2 도는 추진식 탄약 핀 접속부 조립체를 구체화한 본 발명을 도시한 것이다. 금속 기부는 플라스틱 부재(21) 내의 응력을 완화시키도록 주변부 주위에 미세 요홈(20)을 갖고 있는 핀(19)이다. 금속제 보유 링(22)는 플라스틱 부재(21)을 둘러싼다. 조립 중, 핀(19)는 플라스틱 부재를 팽창시키도록 압입됨으로써, 보유 링(22)와 양호하게 밀봉된다. 이 다음에, 플라스틱은 플라스틱 내의 응력을 완화시키도록 요홈(20) 내로 유동된다. 제 2 도의 핀 접속부 조립시에, 브릿지 와이어(bridge wire)는 통상적으로 접지 전위 상태에 있는 보유 링(22)와 폭발용 전압이 인가되는 핀(19)를 연결시킨다. 양호한 용접 밀봉(Hermetic Sealing)이 필요하게 되며, 이것은 플라스틱을 균열시켜서 용접 밀봉을 파괴시킬 수 있는 응력을 받지 않는다면 본 발명에 따라 얻어질 수 있는 금속-플라스틱 밀봉에 의해 달성된다.2 illustrates the invention incorporating a propellant ammunition pin connection assembly. The metal base is a pin 19 having fine grooves 20 around the periphery to relieve stress in the plastic member 21. The metal retaining ring 22 surrounds the plastic member 21. During assembly, the pin 19 is press-fitted to inflate the plastic member, thereby sealing well with the retaining ring 22. Next, the plastic flows into the grooves 20 to relieve stress in the plastic. In assembling the pin connections of FIG. 2, the bridge wire connects the retaining ring 22, which is typically at ground potential, to the pin 19 to which the explosion voltage is applied. Good Hermetic Sealing is needed, which is accomplished by metal-plastic sealing which can be obtained according to the present invention unless it is stressed to crack the plastic and break the weld seal.

제 3 도는 본 발명에 의해 2가지로 적용되는 추진식 탄약을 도시한 것이다. 추진식 탄약은 제 2 도를 참조하여 기술한 것과 유사한 미세 요홈들을 갖고 있는 핀 접속부 조립체(23)을 갖고 있다. 추진식 탄약은 금속기부(25)와 억지 끼워 맞춤되어 있는 플라스딕 케이스(24)를 갖고 있다. 금속 기부(25)내의 미세 요홈(26)은 억지 끼워 맞춤된 후의 플라스틱 내의 응력을 완화시킨다. 금속제 응력 조절링(27)은 요홈의 영역 내에서 플라스틱을 둘러싼다. 이 링(27)은 억지 끼워 맞춤되도록 압축된다.3 shows a propelled ammunition that is applied in two ways by the present invention. The propellant ammunition has a pin connection assembly 23 having fine grooves similar to that described with reference to FIG. 2. The propelled ammunition has a plasmid case 24 that is tightly fitted with a metal base 25. The fine grooves 26 in the metal base 25 relieve the stress in the plastic after the interference fit. The metal stress control ring 27 surrounds the plastic in the region of the groove. This ring 27 is compressed to forcibly fit.

탄피(24)는 기부(25)가 삽입되는 개방 단부와 폐쇄 단부(28)을 갖고 있다. 제 4 도에 가장 잘 도시된 바와같이, 폐쇄 단부(28)은 폐쇄 단부로부터 추진력을 발생시키도록 폭발시에 쪼개지는 취약부(29)를 갖고 있다. 추진식 탄약은 폭발 추진력이 요구되는 항공기 탈출 좌석과 같은 적용예에 사용된다.The casing 24 has an open end and a closed end 28 into which the base 25 is inserted. As best shown in FIG. 4, the closed end 28 has a weakness 29 that splits upon explosion to generate propulsion from the closed end. Propelled ammunition is used in applications such as aircraft escape seats where explosion propulsion is required.

제 5 도는 40mm 연습용 탄약에 본 발명을 적용한 예를 도시한 것이다. 이 경우에, 플라스틱 부재(30)은 미세 요홈(32)를 갖는 금속 기부(31)의 삽입을 위한 중앙 개구를 갖고 있다. 금속 기부는 플라스틱 부재 내로 압입되고 응력 조절링을 사용할 필요없이 이들 사이에서 억지 끼워 맞춤되게 된다.5 shows an example in which the present invention is applied to a 40mm exercise ammunition. In this case, the plastic member 30 has a central opening for insertion of the metal base 31 with the fine groove 32. The metal base is pressed into the plastic member and forced to fit therebetween without the need for the use of stress control rings.

본 발명에 의하여 제 1b 도 내에 도시한 형태의 0.5 캘리버 탄약에 응용한 경우에 성능이 향상되었음을 알 수 있었다. 이러한 탄약의 조립 및 시험에 대해서는 다음에 기술하겠다.According to the present invention, the performance was improved when applied to 0.5 caliber ammunition of the type shown in FIG. The assembly and testing of such ammunition will be described later.

공포탄의 최종 조립 중에, 뇌관이 달린 케이스 헤드(primed case head)가 공포탄의 플라스틱 본체 부분의 개방 단부 내로 삽입되었다. 응력 조절링은 이 최종 조립 작업에 앞서 플라스틱 케이스 본체 상에 배치되었다. 이 지점에서, 플라스틱 케이스는 응력 조절링과 케이스 헤드 삽입부 사이의 작은 억지 끼워 맞춤간격으로 인해 이들 요소 사이가 부드러운 압축 상태로 놓여졌다. 0.0051 내지 0.0127cm(0.002 내지 0.005in)의 공칭 억지 끼워 맞춤 간격이 적용될 수 있다.During final assembly of the bullet, a primed case head was inserted into the open end of the plastic body portion of the bomb. The stress control ring was placed on the plastic case body prior to this final assembly operation. At this point, the plastic case was placed in soft compression between these elements due to the small interference fit between the stress control ring and the case head insert. A nominal interference fit interval of 0.002 to 0.005 inches (0.0051 to 0.0127 cm) may be applied.

조립체 탄약은 분할된 압입 링의 다이 내로 삽입되었다. 이 작용으로써 응력 조절링을 탄약의 통상적인 테이퍼 라인 내로 압축시켰다. 초기 압축력은 케이스 헤드상의 미세 요홈들 주위의 플라스틱 내에서 달성되었다. 이 압축력은 미세 요홈의 빈 공간 내로 유동되거나 크리프된 플라스틱에서 용이하게 완화되었다.Assembly ammunition was inserted into the die of the split indentation ring. This action compresses the stress control ring into a conventional taper line of ammunition. Initial compressive forces were achieved in the plastic around the fine grooves on the case head. This compressive force was easily relaxed in plastics that flowed or crept into the voids of the fine grooves.

제 6 도는 최적의 미세 요홈 형상을 갖추기 위하여 플라스틱으로 미세 요홈의 빈 공간이 채워지는 정도에 대한 참고 사항 및 기초를 제공하고 있다.FIG. 6 provides a reference and basis for the extent to which the empty space of the micro grooves is filled with plastic in order to have an optimum micro groove shape.

미세 요홈의 빈 공간은 2개의 직경에 의해 형성된 입체 사이의 전체 체적의 1/2이다.The empty space of the fine groove is 1/2 of the total volume between the solids formed by the two diameters.

Figure kpo00001
Figure kpo00001

케이스 헤드 삽입부와 플라스틱 케이스 내경 사이의 0.0051cm (0.002in)의 최소 억지 끼워 맞춤 간격에 대해서, 최초 억지 끼워 맞춤에 의해 충전된 미세 요홈 체적은 다음과 같다.For the minimum interference fit interval of 0.0051 cm (0.002 in) between the case head insert and the plastic case inner diameter, the fine groove volume filled by the initial interference fit is as follows.

Figure kpo00002
Figure kpo00002

케이스 헤드 삽입부와 플라스틱 케이스 내경 사이의 0.0127cm(0.005in)의 최대 억지 끼워 맞춤 간격에 의한 체적은 다음과 같다.The volume due to the maximum interference fit of 0.0127 cm (0.005 in) between the case head insert and the plastic case inner diameter is as follows.

Figure kpo00003
Figure kpo00003

응력 조절링의 압입에 의한 직경의 감소는 탄약의 테이퍼 라인에 부합되도록 직경의 감소 정도를 증가시키게 된다. 미세 요홈 내로 압입되는 플라스틱 재료는 최초 압축 후에 응력 조절 링(S.M.R.)의 평균 직경 감소 정도를 사용함으로써 평가될 수 있다. 비록 응력 조절링(S.M.R.)이 미세 요홈의 길이보다 약간 짧다 하더라도, 전체 미세 요홈 길이에 따르는 플라스틱 재료는 응력 조절링의 압입 작용에 의하여 영향받게 될 것이다.The reduction in diameter due to the indentation of the stress control ring will increase the reduction in diameter to match the taper line of the ammunition. Plastic materials that are pressed into the fine grooves can be evaluated by using the average diameter reduction of the stress control ring (S.M.R.) after initial compression. Although the stress control ring (S.M.R.) is slightly shorter than the length of the fine groove, the plastic material along the entire fine groove length will be affected by the indentation action of the stress control ring.

압입에 의하여 이동된 플라스틱의 전체 체적은 다음과 같다.The total volume of plastic moved by indentation is as follows.

Figure kpo00004
Figure kpo00004

충전된 미세 요훔의 체적(최소 억지 끼워 맞춤 간격 0.002in와 응력 조절링에 의함)의 백분율은 다음과 같다.The percentage of the volume of the filled fine yohum (by at least 0.002 in interference fit interval and the stress control ring) is as follows.

최소 억지 끼워 맞춤 간격으로 인한 미세 요홈 체적 0.00128in3 Fine groove volume from minimum interference fit interval 0.00128 in 3

응력 조절링에 의한 미세 요홈 체적

Figure kpo00005
Fine groove volume by stress control ring
Figure kpo00005

미세 요홈 충전의 백분율

Figure kpo00006
Percentage of fine groove filling
Figure kpo00006

충전된 미세 요홈의 체적(최대 억지 끼워 맞춤 간격 0.005in와 응력 조절링에 의함)의 백분율은 다음과같다.The percentage of volume of filled fine grooves (maximum interference spacing 0.005 in. And stress control ring) is as follows.

최대 억지 끼워 맞춤 간격으로 인한 미세 요홈 체적 0.00128in3 Fine groove volume, due to maximum interference fit, 0.00128 in 3

응력 조절링에 의한 미세 요홈 체적

Figure kpo00007
Fine groove volume by stress control ring
Figure kpo00007

미세 요홈 충전의 백분율

Figure kpo00008
Percentage of fine groove filling
Figure kpo00008

따라서, 케이스 헤드상에서 얻을 수 있는 미세 요홈 체적은 케이스 헤드 삽입부와 플라스틱 케이스 본체의 내부 직경 사이의 최초 억지 끼워 맞춤에 의해 발생하는 억지 끼워 맞춤에 의한 플라스틱 체적을 흡수할 수 있다. 이 최적의 미세 요홈 체적은 또 응력 조절링의 압입으로부터 발생하는 플라스틱 체적을 수용할 수 있다. 전술한 작용에 의해 발생된 최초 압력 응력은 플라스틱이 미세 요홈 내로 유입됨에 따라서 완화된다.Thus, the fine groove volume obtained on the case head can absorb the plastic volume by the interference fit generated by the initial interference fit between the case head insert and the inner diameter of the plastic case body. This optimum fine groove volume can also accommodate the plastic volume resulting from the indentation of the stress control ring. The initial pressure stress generated by the above-described action is relieved as the plastic enters the fine groove.

최적의 미세 요홈 상수의 특성은 다음 식에 의해 정해진다.The optimum fine groove constant is characterized by the following equation.

F=25.1ㆍNㆍ1.5ㆍSㆍP2ㆍcotαF = 25.1, N, 1.5, S, P 2

단, F는 응력 조절링의 압입 후에 플라스틱 케이스 본체로부터 케이스 헤드를 후퇴시키는 데에 필요한 힘(단위 : 1b)이고, N은 플라스틱 케이스 본제와 접촉하는 케이스 헤드 삽입부 상의 접촉 미세 요홈의 수이고, S는 응력 조절링의 압입과 최초 억지 끼워 맞춤에 의해 플라스틱 케이스 본체상의 가해진 최초 압축응력(단위 : psi)이고, P는 접촉 미세 요홈의 피치이고, α는 플라스틱 케이스 본체와 접촉하는 접촉 미세 요홈의 정점각이다.Provided that F is the force (unit: 1b) required to retract the case head from the plastic case body after the indentation of the stress regulating ring, N is the number of contact micro grooves on the case head insert contacting the plastic case body, S is the initial compressive stress (in psi) applied on the plastic case body by indentation and initial interference fitting of the stress adjusting ring, P is the pitch of the contact micro recess, and α is the contact micro recess in contact with the plastic case body. It is a vertex angle.

적절한 비례 상수는 실험 데이타를 사용하여 표시하였다.Appropriate proportional constants are indicated using experimental data.

상기 설계 방정식을 이용함으로써, 공포탄을 발사하는 동안에 플라스틱 케이스 본체 내에 케이스 헤드를 견고히 유지시키기 위한 능력에 관한 관련 변수들의 효과를 연구할 수가 있다. 상기 방정식을 효과적으로 사용하기 위해, 0.5 캘리버 플라스틱 공포탄에 관한 경계 조건들을 알아야 된다. 상기 탄약 설계에는 본질적으로 두개의 경계 조건이 있어야 한다.By using the design equation, it is possible to study the effects of the relevant variables on the ability to hold the case head firmly in the plastic case body during firing the bomb. In order to use the equation effectively, the boundary conditions for 0.5 caliber plastic terror are known. The ammunition design must essentially have two boundary conditions.

첫째는 케이스 헤드/플라스틱 본체 사이의 내부 체결에 대한 기계적인 일체성에 관한 것이다. 실험적으로 결정된 바에 의하면, 케이스 헤드를 본체로부터 발출하기 위해 대략 1050 파운드의 힘을 인가할때, 상기 내부 체결 또는 기계적인 접합부(joint)는 케이스의 하부 본체의 측벽 내의 플라스틱 재료보다 강하였다. 이러한 케이스 헤드/케이스 본체의 항구적인 결합 조건은 자동 화기의 경우에 만족할만한 탄약의 성능을 얻기 위해 필수적이다. 실험에 의하면 상기 상태는 전술한 설계 방정식에 언급된 인자들의 다양한 조립에 대해서도 달성될 수 있음을 알았다.The first relates to the mechanical integrity of the internal fastening between the case head / plastic body. It was experimentally determined that when approximately 1050 pounds of force was applied to eject the case head from the body, the internal fastening or mechanical joint was stronger than the plastic material in the side wall of the lower body of the case. This permanent coupling condition of the case head / case body is essential to achieve satisfactory ammunition performance in the case of automatic firearms. Experiments have shown that this state can also be achieved for various assemblies of the factors mentioned in the design equations described above.

제 2의 경계 조건은 조립체 압입 과정 중에 이용가능한 초기 압축력의 정도에 관한 것이다. 이는 제 7 도를 참조로 하여 전술하였다. 실제로, 응력 조절링의 평균 직경 감소치는 약 0.01422cm (0.0056in) 정도이다. 또한, 케이스 헤드와 플라스틱 본체 사이에 공칭 치수가 0.0762cm (0.03in)인 억지 끼워 맞춤 간격을 부가시키면, 전체 압축 효과는 0.0218cm (0.0086in)와 동일하다.The second boundary condition relates to the degree of initial compressive force available during the assembly indentation process. This has been described above with reference to FIG. In fact, the average diameter reduction of the stress adjusting ring is about 0.01422 cm (0.0056 in). In addition, if an interference fit gap of nominal dimension of 0.0762 cm (0.03 in) is added between the case head and the plastic body, the overall compression effect is equal to 0.0218 cm (0.0086 in).

이들 2개의 경계 조건을 갖고서, 상기 설계 방정식을 이용하여 일련의 분석적 계산식이 만들어졌다. 실질적인 압축 인자를 구하기 위해서, 플라스틱 케이스 재료와 접촉하는 응력 조절링의 면적과 유사한 면적을 갖는 하중 펀치(loading punch)를 사용하여 H.D. 폴리에틸렌에 대한 압축력-변위 곡선이 만들어졌다. 이 곡선은 제 7 도에 도시된다. 설계 데이타는 표 1에 요약되었다.With these two boundary conditions, a series of analytical calculations were made using the design equation. In order to obtain a substantial compressive factor, a H.D. H.D. was loaded using a loading punch having an area similar to that of the stress control ring in contact with the plastic case material. Compressive force-displacement curves were made for polyethylene. This curve is shown in FIG. Design data is summarized in Table 1.

[표 1]TABLE 1

Figure kpo00009
Figure kpo00009

* 이 최초 압축 응력은, 설계상, 미세 요홈 속으로의 냉간 유동에 의해 제어된다.This initial compressive stress, by design, is controlled by cold flow into the fine groove.

제 7 도는 설계 기능상 요구되는 응력 조절링 압축의 정도와 인치당 미세 요홈 개수의 효과를 의미하는 설계 곡선을 나타낸다. 요구되는 응력 조절링 압축의 크기는 인치당 접촉 요홈 수의 증가보다 작은 것을 알수 있다. in당 50개의 접촉 미세 요홈이 사용될때 조절 경계 조건이 만족되며 적당한 최초 억지 끼워 맞춤간격이 응력 조절링상의 압입 압축과 조합된다. 인치당 50개의 접촉 요홈이 상술한 분석을 기초로 한 0.5캘리버 플라스틱 공포탄의 설계에 대하여 가장 적합하다.7 shows a design curve indicating the degree of stress control ring compression required for the design function and the effect of the number of fine grooves per inch. It can be seen that the magnitude of the stress control ring compression required is less than the increase in the number of contact grooves per inch. When 50 contact micro grooves are used per inch, the control boundary conditions are met and the appropriate initial interference fit is combined with the indentation compression on the stress control ring. Fifty contact grooves per inch are best suited for the design of 0.5 caliber plastic bombs based on the above analysis.

본 발명의 특정한 실시예가 서술 및 도시되었지만, 본 발명의 요지 내에서 많은 변형이 가능하다. 따라서, 첨부된 특허청구의 범위는 이런 모든 변형들을 포함하고자 하는 것이다.While specific embodiments of the invention have been described and illustrated, many variations are possible within the spirit of the invention. Accordingly, the appended claims are intended to cover all such modifications.

Claims (14)

기부와 이를 둘러싸는 플라스틱 부재를 갖는 탄약에 있어서, 상기 기부와 플라스틱 부재가 원통형이며, 상기 기부가 그 주변부에 다수의 미세 요홈을 구비하며, 상기 플라스딕 부재가 상기 미세 요홈 속으로 크리프하도록 상기 기부상으로 상기 플라스틱 부재가 억지 끼워 맞춤되는 것을 특징으로 하는 탄약.An ammunition having a base and a plastic member surrounding the base, wherein the base and the plastic member are cylindrical, the base having a plurality of fine grooves at its periphery, and the plastidic member creep into the fine grooves. Ammunition, wherein the plastic member is forcibly fitted by injury. 제 1 항에 있어서, 상기 플라스틱의 응력을 조절하기 위해 상기 요홈의 영역에서 상기 플라스틱 부재를 둘러싸는 금속제 응력 조절링을 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 탄약.2. The ammunition of claim 1, further comprising a metal stress control ring surrounding the plastic member in the region of the recess to adjust the stress of the plastic. 제 2 항에 있어서, 상기 기부가 금속이고 단부 캡을 가지며, 상기 링이 상기 단부 캡으로부터 인장되는 것을 특징으로 하는 탄약.3. The ammunition of claim 2, wherein said base is metal and has an end cap and said ring is pulled from said end cap. 제 3 항에 있어서, 상기 링과 상기 단부캡이 상기 탄약의 단부 주변부의 둘레에 돌출 요홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 탄약.4. The ammunition of claim 3, wherein the ring and the end cap form a protruding recess around the end periphery of the ammunition. 제 1 항에 있어서, 상기 플라스틱 부재가 장약을 내장한 중공의 탄피인 것을 특징으로 하는 탄약.10. The ammo of claim 1, wherein the plastic member is a hollow shell containing a charge cartridge. 제 5 항에 있어서, 상기 금속 기부로부터 상기 탄피의 반대 단부에 박혀있는 탄두를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄약.6. The ammunition of claim 5, comprising warheads embedded in opposite ends of the casing from the metal base. 제 5 항에 있어서, 상기 탄약이 충격식 탄약이며, 상기 케이스가 밀폐 단부와 상기 기부가 삽입되는 개방 단부를 가지며, 상기 케이스는 장약을 구비하고 있으며, 폭발시 상기 밀폐 단부가 충격을 발생시켜 파열되는 취약부를 갖는 것을 특징으로 하는 탄약.6. The cartridge of claim 5 wherein the ammunition is impact ammunition, the case having a sealed end and an open end into which the base is inserted, the case having a charge, and the sealed end causing an impact upon bursting upon explosion. Ammunition characterized in that it has a weakened portion. 제 1 항에 있어서, 상기 기부가 상기 탄약의 뇌관용 핀 접속부며 상기 플라스틱 부재가 상기 핀 접속부를 둘러싸는 절연체인 것을 특징으로 하는 탄약.2. The ammunition of claim 1, wherein said base is a primer pin connection of said ammunition and said plastic member is an insulator surrounding said pin connection. 제 1 항에 있어서, 상기 요홈이 접촉 요홈인 것을 특징으로 하는 탄약.The ammunition of claim 1, wherein the groove is a contact groove. 제 9 항에 있어서, 상기 요홈이 접촉점들에 의해 분리되며, 상기 요홈의 한 측면은 상기 접촉점으로부터 원통형 기부의 축에 직교되게 연장하고, 상기 요홈의 다른 측면은 접촉점으로부터 임의의 각도를 이루며 연장하는 것을 특징으로 하는 탄약.10. The groove according to claim 9, wherein the groove is separated by contact points, one side of the groove extending perpendicular to the axis of the cylindrical base from the contact point, and the other side of the groove extending at an angle from the contact point. Ammunition characterized in that. 제 10 항에 있어서, 접촉점의 개수가 2.54cm (1in)당 50개인 것을 특징으로 하는 탄약12. Ammunition according to claim 10, characterized in that the number of contact points is 50 per 1 inch (2.54 cm). 제 1 항에 있어서, 상기 요홈들이 예리한 점들에 의해 분리되며 상기 요홈의 측면들이 직선을 이루며 각 요홈의 저부에서 빈틈없이 교차하는 것을 특징으로 하는 탄약.2. The ammunition of claim 1, wherein the grooves are separated by sharp points and the sides of the grooves form a straight line and intersect at the bottom of each groove. 제 2 항에 있어서, 상기 응력 조절링이 탄약의 테이퍼 라인 내로 압입 됨으로써 플라스틱 케이스 본체 재료가 상기 미세 요홈 속으로 유동하게 되는 것을 특징으로 하는 탄약.3. The ammunition of claim 2, wherein the stress control ring is pressed into the taper line of the ammunition causing the plastic case body material to flow into the fine grooves. 제 13 항에 있어서, 플라스틱의 유동이 최초의 억지 끼워 맞춤으로 인한 힘과 압입된 응력 조절링의 순간적인 압축력에 상용하는 것을 특징으로 하는 탄약.14. The ammunition of claim 13, wherein the flow of plastic is compatible with the force due to the initial interference fit and with the instantaneous compression of the indented stress control ring.
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